Електричні колінні імплантати можуть стати рішенням для мільйонів людей, які страждають артритом: вчені знайшли спосіб відновити хрящ за допомогою слабкого електричного струму.
Артрит – поширене і хворобливе захворювання, викликане ураженням суглобів людини. Зазвичай хрящові подушечки пом’якшують ці плями, але травми або вік можуть стирати їх. У міру того, як хрящ руйнується, кістка починає вдарятися об кістку, а повсякденна діяльність, така як ходьба, може викликати жахливий біль.
Зараз кращі методи лікування артриту – це заміна пошкодженого хряща здоровим донорським шматком. Але якщо цей здоровий хрящ належав самому пацієнтові, його пересадка може пошкодити те місце, звідки він був узятий, а якщо він від сторонньої людини, то імунна система, швидше за все, відхилить його.
Раніше, щоб полегшити біль при остеоартриті, деякі дослідники намагалися посилювати хімічні фактори росту, щоб стимулювати ріст хряща в організмі самостійно. Інші спроби базувалися на біоінженерних каркасах, щоб дати тілу шаблон для свіжої тканини. Але, за словами біоінженера Університету Коннектикуту Тхань Нгуєна, жоден з цих підходів не працює, навіть у поєднанні.
“Відрослий хрящ не поводиться як рідний хрящ. Він ламається при нормальних навантаженнях на суглоб”, – розповів вчений.
- Бельгійські вчені використовували генну інженерію, щоб поліпшити смак пива
- Спритний робот-змія навчився плавати під водою і обстежити кораблі
- Створено акумулятор для будинку, який працює без інвертора
Лабораторія Нгуєна розробила тканинний каркас з нановолокон полі-L-молочної кислоти (PLLA), біорозкладаного полімеру, який часто використовується для зашивання хірургічних ран. Коли його стискають, він виробляє невеликий спалах електричного струму, демонструючи п’єзоелектричність.
“П’єзоелектричність – це явище, яке також існує в людському тілі. Кістки, хрящі, колаген, ДНК і різні білки мають п’єзоелектричний відгук», — розповів провідний автор університету доктор Ян Лю.
Регулярний рух суглоба, наприклад, при ходьбі людини, може привести до того, що каркас буде генерувати слабке, але постійне електричне поле, яке спонукає клітини «колонізувати» його і перетворюватися в хрящ. Ніяких зовнішніх факторів росту або стовбурових клітин (які потенційно токсичні або можуть викликати небажані побічні ефекти) не потрібно, і, що особливо важливо, зростаючий хрящ є механічно міцним.